Technologie Betavolt, společnost se sídlem v Pekingu oznámila miniaturizaci nukleární baterie využívající radioizotop Ni-63 a modul diamantového polovodiče (polovodič čtvrté generace).
Nukleární baterie (známá také jako atomová baterie nebo radioizotopová baterie nebo radioizotopový generátor nebo radiačně-voltaická baterie nebo betavoltaická baterie) se skládá z radioizotopu emitujícího beta a polovodiče. Vyrábí elektřinu prostřednictvím polovodičového přechodu beta částic (nebo elektronů) emitovaných radioizotopem nikl-63. Betavoltaický baterie (tj nukleární baterie, která k výrobě energie využívá emise beta částic z izotopu Ni-63) je k dispozici již více než pět desetiletí od prvního objevu v roce 1913 a běžně se používá v prostor sektor pro napájení užitečného zatížení kosmických lodí. Jeho hustota energie je velmi vysoká, ale výkon je velmi nízký. Klíčovou výhodou nukleární baterie je dlouhotrvající nepřetržité napájení po dobu pěti desetiletí.
Stůl: Typy baterií
| Chemická baterie přeměňuje chemickou energii uloženou v zařízení na elektřinu. Jde v podstatě o elektrochemický článek skládající se ze tří základních prvků – katody, anody a elektrolytu. Lze dobíjet, lze použít různé kovy a elektrolyty, např. alkalické baterie, nikl-metalhydridové (NiMH) a lithium-iontové baterie. Má nízkou hustotu výkonu, ale vysoký výkon. |
| Palivová baterie přeměňuje chemickou energii paliva (často vodíku) a oxidačního činidla (často kyslíku) na elektřinu. Pokud je palivem vodík, jedinými produkty jsou elektřina, voda a teplo. |
| Jaderná baterie (také známý jako Atomová baterie or Radioizotopová baterie or radioizotopový generátor popř Radiačně-voltaické baterie) přeměňuje radioizotopovou energii z rozpadu radioaktivních izotopů na elektřinu. Jaderné baterie mají vysokou hustotu energie a mají dlouhou životnost, ale jejich nevýhodou je nízký výkon. Betavoltaická baterie: jaderná baterie, která využívá beta emise (elektrony) z radioizotopu. Rentgenová baterie využívá rentgenové záření emitované radioizotopem. |
Technologie BetavoltSkutečnou inovací je vývoj jednokrystalového diamantového polovodiče čtvrté generace o tloušťce 10 mikronů. Diamant je vhodnější pro použití kvůli jeho velké zakázané vzdálenosti přes 5 eV a odolnosti vůči záření. Vysoce účinné diamantové konvertory jsou klíčem k výrobě jaderných baterií. Mezi dva diamantové polovodičové měniče jsou umístěny radioizotopové desky Ni-63 o tloušťce 2 mikrony. Baterie je modulární a skládá se z několika nezávislých jednotek. Výkon baterie je 100 mikrowattů, napětí 3V a rozměr 15 x 15 x 5 mm3.
Betavoltaická baterie americké firmy Widetronix používá polovodič z karbidu křemíku (SiC).
BV100, miniaturní jaderná baterie, vyvinutá společností Technologie Betavolt je v současné době v pilotní fázi a pravděpodobně vstoupí do fáze sériové výroby v blízké budoucnosti. To by mohlo najít využití při napájení zařízení AI, lékařského vybavení, systémů MEMS, pokročilých senzorů, malých dronů a mikrorobotů.
Takové miniaturizované mikrozdroje energie jsou s ohledem na pokrok v nanotechnologiích a elektronice aktuální.
Technologie Betavolt plánuje uvést na trh baterii s výkonem 1 watt v roce 2025.
V souvislosti s tím nedávná studie uvádí novou baterii pro rentgenové záření-voltaiku (X-ray-voltaic) s až třikrát vyšším výkonem než u nejmodernější betavoltaiky.
***
Reference:
- Betavolt Technology 2024. Novinky – Betavolt úspěšně vyvíjí baterii pro atomovou energii pro civilní použití. Publikováno 8. ledna 2024. Dostupné na https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Nový člen mikrozdrojů energie pro extrémní průzkumy životního prostředí: RTG-voltaické baterie. Aplikovaná energie. Svazek 353, část B, 1. ledna 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
